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Accueil Impression 3D: débriefing et recommandations

Dans cette publication, nous parlerons de l'impression tridimensionnelle, de l'utilisation de la technologie FDM / FFF à la maison et de ses perspectives pour les gens ordinaires et les artistes 3D. L'article en cours d'écriture a acquis le contour de l'histoire, il a donc été divisé en plusieurs parties. Si vous êtes uniquement intéressé par les recommandations d'emploi et les évaluations, vous pouvez immédiatement passer à ce qui est sous le chat.

Partie 1. Pas un seul sceau


Je me suis intéressé à la visualisation tridimensionnelle à l'école. À l'institut, j'ai fait connaissance avec la CAO dans l'esprit de SolidWorks et Autodesk Inventor. C'est à la fois la raison et le résultat du désir passionné d'explorer le monde fascinant du tride. Je dirai tout de suite - je ne suis pas devenu un visualiseur professionnel ou talentueux, mais à mon niveau, j'ai appris à faire des modèles de presque n'importe quel niveau, dont l'élaboration et les détails se limitent, peut-être, uniquement au désir et à la persévérance, car c'est une tâche très, très laborieuse. Et ce qui est important, à la sortie, le modèle ne pouvait être importé que dans une sorte de jeu vidéo, vendu aux enchères comme Turbosquild ou mis sur une étagèreà papa sur le disque dur, en se souvenant d'elle tous les trois ans. Cela limite l'utilisation de graphiques en trois dimensions pour les personnes qui ne travaillent pas dans des bureaux de visualisation, de conception ou de jeux.

Mais maintenant, tout est différent. L'avènement de l'impression tridimensionnelle abordable anticipe les nouvelles possibilités associées à la sortie des modèles informatiques du moniteur vers le monde extérieur. Lorsque j'ai entendu parler pour la première fois des imprimantes 3D, leurs principales caractéristiques étaient une faible résolution, un coût élevé du matériel lui-même et des matériaux. Mais maintenant, en 2015, c'est un outil puissant qui est capable de dessiner des surfaces complexes et des détails sains.

Une fois, quand je me suis réveillé, j'ai réalisé que je voulais vendre l'unité centrale et acheter une tri-imprimante avec cet argent, d'autant plus que le Lenovo Thinkpad X220, avec lequel vous pouvez travailler, a utilisé et pompé activement au cours des six derniers mois. En d'autres termes, la manette de jeu informatique est tombée à la ferraille, laissant la place à un outil informatique aux périphériques escarpés. Après avoir étudié les nuances techniques, les recherches, les attentes de livraison et les consultations, j'ai acheté le WANHAO Duplicator i3, un modèle qui n'apparaissait que sur le marché russe.

Présentation de l'imprimante
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Un parmi beaucoup
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Porte-clés
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Porte-clés 2. Un exemple d'un mauvais arrangement d'une pièce sur une table
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Partie 2: Diversité des espèces et moyens d'y faire face


1. Imprimantes FDM / FFF - impression avec du plastique, ce que l'on entend généralement par l'expression imprimante 3D. La technologie prend racine depuis plus d'un an, dont le principal inconvénient, la «superposition» du modèle final, disparaît progressivement. Ses avantages sont la polyvalence relative dans l'application et le bon marché. L'épaisseur de couche minimale possible de 100 microns vous permet de faire de bons détails, mais cela ne sera pas suffisant pour le minecraft Warhammer 40K. L'épaisseur maximale possible de 400 microns vous permet de construire rapidement des pièces massives, cependant, avec cette impression, le nombre de fissures qui ont tendance à diverger sous la charge augmente, transformant l'ébauche en un autre partak.

Matériaux- PLA biodégradable et plastique ABS capricieux mais populaire, ainsi que tout autre alliage dur qui peut être extrudé à des températures allant jusqu'à 260 degrés, et est vendu sous forme de saucisse avec une section transversale de 1,75 mm. Le coût d'une bobine ABS kilogramme à Moscou commence à partir de 1600 roubles, le PLA coûtera 300 roubles de plus.

La programmationreprésente des modifications, en fait, de plusieurs modèles - Prusa i3, Delta Rostock et Ultimaker. Leur principale différence dans le système de positionnement. Une extrudeuse monte à Prusa, une table monte à Ultimaker, et chez l'imprimante Delta la table est stationnaire, le positionnement est effectué en raison des mouvements du manipulateur le long de trois axes verticaux. De plus, il existe des modèles commerciaux comme UP Plus! 2, Wanhao Duplicator, Cube 3D, Ultimaker 2 et RepRap (c'est-à-dire «assemblez-le vous-même») - en règle générale, certaines pièces sont imprimées sur la même imprimante, et à partir des dessins, vous pouvez fabriquer un appareil identique en achetant de l'électronique, des lecteurs et du métal éléments structurels. Le premier type se distingue par son meilleur assemblage, en fait, tout est déjà assemblé hors de la boîte,ainsi que la plupart des imprimantes sont verrouillées pour fonctionner uniquement avec des logiciels natifs (il y a une opinion que la plupart de ces programmes sont supprimés Cura avec un thème de couleur ennuyeux). Le second fonctionne sur un logiciel open source, qui gagne avec un large éventail de paramètres. Et bien sûr, le coût de RepRap est radicalement différent des options commerciales.

2. Imprimantes SLA / DLP - sont tous des polymères **impression sur la base de la stéréolithographie, dessin d'une pièce d'un pot avec un photopolymère liquide, qui prend forme en couches par irradiation avec un faisceau laser ou une lampe ultraviolette. Un représentant très célèbre de cette famille est la forme 1. Formellement, la différence entre la stéréolithographie SLA (laser) et DLP (UV) réside dans la vitesse d'éclairage de la couche - en faveur du deuxième type. La technologie vous permet de faire des détails à partir de 15 microns, c'est-à-dire que l'œil humain ne verra pas la superposition, et le doigt ne le sentira pas (à titre de comparaison, une figure de 3 cm de haut avec une couche de 100 microns d'épaisseur se compose de ~ 300 couches, tandis que cette épaisseur vous permet de couper par ~ 1700 couches). Le matériau est certainement mieux usiné, car le durcissement final nécessite un "séchage" dans la chambre ultraviolette. La pièce finale sera de résistance inférieure à celle du plastique ABS,cependant, à mon avis, des détails fantastiques permettent de trouver l'application de cette technologie dans le domaine de la dentisterie, de la bijouterie et de la création de modèles de collection. L'aquarium orange autour de la zone de travail protège les yeux des radiations et la partie des effets de l'environnement extérieur. Il existe des modèles et des ordinateurs de bureau industriels (chers pour nous, mais bon marché pour les entreprises), dont le principal inconvénient est le prix (à partir de 300000 roubles), le prix des matériaux et l'absence presque complète de RepRap développé.mais bon marché pour les entreprises) modèles et ordinateurs de bureau, dont le principal inconvénient est le prix (à partir de 300 000 roubles), le prix des matériaux et l'absence presque complète de RepRap développé.mais bon marché pour les entreprises) modèles et ordinateurs de bureau, dont le principal inconvénient est le prix (à partir de 300 000 roubles), le prix des matériaux et l'absence presque complète de RepRap développé.

3. Imprimantes à poudre - pour les enfants avec un grand portefeuille, une envie de sculpture et un mépris des supports. Pour le moment, il s'agit principalement de conceptions industrielles d'une valeur d'au moins six zéros, et à temps partiel sont les seuls appareils Uber capables d'imprimer en gypse 3D en couleur.

4. Le frittage laser est une autre technologie coûteuse mais très prometteuse qui vous permet de fabriquer des produits métalliques. En un mot, certaines pièces de Boeing sont déjà imprimées avec ces imprimantes, et il y a aussi au moins un cas où le Colt 1911 a été imprimé de cette manière, qui a résisté à plus de quelques milliers de clichés et ne s'est pas effondré.

La première impression du tri-print m'a rappelé mon travail dans l'entreprise. J'ai été intrigué par le cours de CAO à l'institut, où j'ai étudié les machines-outils CNC, alors j'ai, après avoir arrêté prématurément d'être étudiant, suis allé travailler comme atelier pour la production de tôle et là j'ai vu pour la première fois la vraie production et «parlé» avec divers machines-outils, dont certaines étaient automatisées, tandis que d'autres étaient contrôlées presque manuellement. J'ai dû travailler pour Salvagnini - c'est une sorte de robot Bender, un morceau de métal créé pour plier le métal. Un dessin en deux dimensions créé par une équipe de technologues est entré en production sous la forme d'un ensemble de commandes (comme gcode), la machine a également permis d'utiliser le programme pour changer le degré de charge, les angles admissibles, l'épaisseur de la feuille et était équipée d'innombrables capteurs,qui étaient essentiellement la protection de la machine contre un imbécile, un imbécile contre un imbécile et un ingénieur contre un imbécile, car l'entretien périodique de celle-ci nécessitait les actions conjointes d'un opérateur et d'un ingénieur situé dans la zone de travail ou technique. Certains capteurs ont été court-circuités pour ne pas fournir de pièces non prévues par les développeurs dans les mêmes volumes, de sorte qu'il s'est souvent cassé (une situation typique, soit dit en passant). La situation est similaire avec les imprimantes, avec une mise en garde - la seule protection qu'elle offre est une protection contre la surchauffe. Et bien sûr, il n'occupe pas les 2/3 de l'appartement en volume, ce qui ne peut que se réjouir.Certains capteurs ont été court-circuités pour ne pas fournir de pièces non prévues par les développeurs dans les mêmes volumes, de sorte qu'il s'est souvent cassé (une situation typique, en passant). La situation est similaire avec les imprimantes, avec une mise en garde - la seule protection qu'elle offre est une protection contre la surchauffe. Et bien sûr, il n'occupe pas les 2/3 de l'appartement en volume, ce qui ne peut que se réjouir.Certains capteurs ont été court-circuités pour ne pas fournir de pièces non fournies par les développeurs dans les mêmes volumes, de sorte qu'il s'est souvent cassé (une situation typique, soit dit en passant). La situation est similaire avec les imprimantes, avec une mise en garde - la seule protection qu'elle offre est une protection contre la surchauffe. Et bien sûr, il n'occupe pas les 2/3 de l'appartement en volume, ce qui ne peut que se réjouir.

Plusieurs conclusions importantes en découlent:

1. L'imprimante 3D n'est pas une machine miracle qui crée des produits finis aujourd'hui. Il s'agit d'une machine sur laquelle vous pouvez produire des pièces nécessitant une préparation et un traitement approfondis. Le principal indicateur de qualité d'une imprimante 3D est la main directe de son propriétaireou, plus précisément, l'opérateur. C'est lui qui doit choisir le logiciel le plus optimal, charger un modèle conçu avec compétence, configurer les paramètres de fabrication de chaque pièce particulière, surveiller les effets environnementaux (différences de température), garder un œil et interrompre l'impression à temps si quelque chose ne va pas, traiter correctement la surface de la table, grattez délicatement la pièce et finissez-la délicatement, apprêtez-la et peignez-la. La forme finale de la pièce dépend de tout cela à 80%, quel que soit le prix d'achat de l'imprimante, de sa résolution, de la technologie et des matériaux utilisés.

2. Précision et exécution des instructions au-delà de l'inventivité - pas besoin de gratter la pièce de la table avec un ciseau et un marteau si vous utilisez une solution ABS pour l'adhérence, lorsque vous pouvez verser un peu d'acétone autour du substrat et l'enlever avec une spatule. Il n'est pas nécessaire de gratter le support, cassant la pièce, si le problème n'est pas dans «l'imprimante stupide» mais dans les mauvais réglages de retrait - vous devez sélectionner le paramètre plus précisément.

3. Profitez des opportunités pour améliorer le prépresse fourni par les trancheuses - Cura vous permet de simuler tous les mouvements de l'extrudeuse, jusqu'à chaque couche. Faites une promenade le long de cette trajectoire simulée - y a-t-il des vides ou des mouvements illogiques qui peuvent conduire au mariage? En pratique, ce n'est pas très agréable quand après une heure d'impression tout se termine par des décalages ou des calques verrouillés, et, en règle générale, la plupart de ces problèmes peuvent être tracés avant même que l'impression ne commence.

4. Utilisez de bons modèles appropriés - ne croyez pas le non-sens stupide que vous pouvez imprimer absolument tout, et tout cela peut être téléchargé sur Internet. Premièrement, la plupart des modèles dans les catalogues sont des babioles sans signification de sous-concepteurs qui ont utilisé les mauvais médicaments . Deuxièmement, considérezle coefficient de proportionnalité est égal (pour FDM / FFF) à la taille du plus petit élément en largeur divisée par le diamètre de la buse. Cela devrait toujours être positif. Pour les pièces avec un rapport inférieur, vous aurez besoin d'une imprimante SLA / DLP.

5. Respectez les consignes de sécurité lors de la manipulation de produits chimiques, de polymères et de surfaces chaudes. Gardez le lieu de travail propre et les petits morceaux de plastique ne seront pas mangés avec une assiette de pâtes à 10 cm de l'imprimante et les poumons n'entreront pas en contact avec les vapeurs d'acétone lors du traitement des produits ABS à partir de vidéos YouTube.

Partie 3: Pratique


La semaine d'expériences et de maîtrise du matériel a pris fin, la table est parsemée de babioles, quelques commandes sont apparues. Pendant ce temps, j'ai appris ce qu'est l'adhésion, je me suis souvenu de quelques mots de physique et de science des matériaux, et il y avait encore plus de projets. Merci à tous les dieux, l'imprimante s'est avérée en bon état dans tout et n'a pas eu à danser avec des torsions et des inventions supplémentaires - la table chauffe, la bobine tourne, l'Arduino sous-jacent à la machine fonctionne parfaitement. Une autre liste de problèmes et de leurs solutions a surgi au cours du processus normal de fabrication de pièces, et est la norme, avec laquelle nous devons plutôt être capables de travailler que de lutter d'une manière ou d'une autre.

Ainsi, les pièges par ordre d'apparition:

1. Détachement du substrat de la table, pliage de couches ou délaminage - dans RuNet, il est décrit au moins 10 façons de gérer ce caprice (généralement en plastique ABS), qui est essentiellement une physique qui ne peut pas être dupe: changements de température → empilement inégal des couches → apparence de l'intérieur contrainte → flexion. En bref: le ruban de masquage fourni avec le kit ne tenait même pas sur la table PLA, qui est moins sujette à de telles déformations, le ruban double face a perdu ses propriétés lorsque la plate-forme a été chauffée à 70 degrés. Et vous devez le réchauffer afin d'éviter le problème, qui est décrit ci-dessous. La bière n'a pas aidé, mais elle a aidé par voie rectale. La solution ABS a aidé - un mélange de déchets de plastique et d'acétone. Il est appliqué sur la table, durcit et la première couche a une excellente adhérence à la table, en raison de la meilleure liaison chimique du plastique chaud avec du plastique dissous dans de l'acétone.Après l'impression, la partie sur le substrat est retirée de la table avec une paire de gouttes d'acétone et une spatule, comme mentionné ci-dessus, puis la table est nettoyée et une solution est appliquée pour la prochaine impression.

2. Détachement du bord des supports du substrat - provoqué par les mêmes contraintes internes, transformant une couche mince entre le substrat et les supports. Le résultat - soit le support se détache finalement avec le temps, soit il se déforme, ce qui entraîne la déformation de la pièce elle-même. La solution est de résister à la température de la table pour le plastique ABS 100-110 degrés. En raison de la température plus élevée, les contraintes internes sur les bords diminuent.

3. Bas - les surfaces orientées vers le bas souffrent considérablement de la qualité d'impression. Augmentez la densité des supports et essayez d'imprimer la pièce en plusieurs parties puis de la coller. L'impression monolithique et de haute qualité de pièces complexes sur FDM / FFF est soit un mythe soit le destin de modèles plus chers, et en règle générale, il vaut la peine de chercher une solution basée sur ce phénomène désagréable.

4. Mâcher les couches intermédiaires - si les couches sont appliquées de manière inégale, par conséquent, une ou plusieurs couches d'affilée ne sont pas imprimées et un trou apparaît. Les raisons - la vitesse d'avance du matériau est faible par rapport à la vitesse d'impression, ainsi que les différences de température que nous aimions tant, qui nuisent au rétrécissement des couches. Il existe plusieurs solutions - pour ériger un «mur» autour de la pièce, à l'intérieur duquel les baisses de température vont diminuer (j'ai entendu que Slie3r avait même une telle fonction, dans certains autres cas, cela devra être fait dans un éditeur 3D) et il sera banal de réduire la vitesse d'impression. Dans certains cas, la conception de l'imprimante vous permet de créer un boîtier de protection en acrylique ou en plexiglas autour de la zone d'impression, ce qui la protège des courants d'air et améliore le rétrécissement.

5. Mauvais détail des couches avec une petite surface - la couche n'a pas le temps de refroidir → mauvais retrait. Il est recommandé de spécifier le temps d'impression minimum pour la couche (Cura a une coche) ou d'ériger un petit cylindre à côté de la pièce afin que l'extrudeuse quitte pendant un certain temps, permettant à la couche de refroidir.

6. Logiciel de modélisation ouvert et pratique - vous rencontrerez ce problème lorsque / si vous souhaitez développer vous-même des modèles. Comme d'habitude, ces programmes sont divisés en systèmes de CAO pour les programmes de dessin et de visualisation pour une modélisation plus abstraite et interactive. Je dois dire qu'il y a longtemps, il y avait une opinion selon laquelle seuls les modèles à semi-conducteurs peuvent être imprimés sur une tri-imprimante, mais j'ai été agréablement surpris que la modélisation de surface n'ait pas été laissée de côté, ce qui signifie que vous pouvez utiliser n'importe quel logiciel de thrash. J'utilise les versions étudiantes d'Autodesk 3ds Max et d'Autodesk Inventor, et je maîtrise parfaitement FreeCAD et Blender open source. Je peux également recommander les Zmodeller et SketchUP relativement simples à apprendre et éprouvés.

7. Traitement du plastique - vous êtes maintenant prêt à faire non seulement des ébauches, mais aussi des œuvres d'art, ce qui signifie que vous ne vous souciez pas du nombre de morceaux de morve d'un homme en plastique imprimé. Il existe deux méthodes de traitement: mécanique et chimique. Vous aurez certainement besoin de papier de verre, d'une lime et d'une pince à épiler, dans certains cas, vous pouvez utiliser une lame ou une spatule (oui, c'est assez tranchant). Le traitement chimique - soit le bain d'acétone ou de vapeur d'acétone - est une chose très délicate. Dans le premier mode de réalisation, en règle générale, les petites pièces perdent leur forme et vous pouvez gâcher la pièce entière en la surexposant en solution. Eh bien, dans le second, qui est essentiellement de l'acétone bouillante dans un pot de trois litres, et la partie est suspendue à l'intérieur, vous ne devriez pas le faire à la maison, et vous devez protéger les voies respiratoires avec au moins un respirateur banal. Mais le résultat, disent-ils, en vaut la peine.

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Le travail le plus intéressant et le plus productif avec le déclenchement à domicile peut être effectué par des trideshers qui ont pris part au développement de modèles et de dessins, car ils peuvent incarner leurs idées et ne pas utiliser un assortiment de modèles prêts à l'emploi. Même sans créer votre propre modèle, vous pouvez le convertir de n'importe où dans n'importe quel format, et non seulement vous promener dans les répertoires stl maigres, mais, en règle générale, il n'est pas accessible aux gens ordinaires, sans parler du fait que la préparation du modèle dans l'éditeur 3D est souvent requise. Un peu plus de temps passera lorsque la question du droit d'auteur se posera lors de l'utilisation de modèles téléchargés sur Internet. Par conséquent, si vous songez à acheter une tri-imprimante, vous devez d'abord comprendre qu'il ne s'agit pas d'un produit de consommation tel qu'une tablette, mais d'un prodige enfant fétiche et obscur avec lequel vous devez pouvoir travailler,et commencer à apprendre à mieux travailler avec elle avant son apparition. L'introduction la plus simple au monde des graphiques 3D, une connaissance modeste de la géométrie descriptive, de la thermodynamique et des lois de Newton vous y aideront. Mais cela n'a aucun sens, par rapport à la pensée qui envoie au monde de la science-fiction - le développement de l'impression tridimensionnelle aujourd'hui, tous ces plastiques et leur application est la première étape vers l'impression tridimensionnelle en tant que technologie du futur, tout comme le Commodore PET, Apple 1, 2 et Les ordinateurs IBM, qui étaient précédés de calculatrices industrielles, sont devenus, il y a 40 à 45 ans seulement, le début de toute la variété des appareils informatiques personnels qui entraient dans l'ordre habituel des choses.par rapport à la pensée qui envoie dans le monde de la science-fiction - le développement de l'impression tridimensionnelle aujourd'hui, tous ces plastiques et leur application est la première étape de l'impression tridimensionnelle en tant que technologie du futur, tout comme Commodore PET, Apple 1, 2 et IBM PC, qui ont été précédés Les calculatrices industrielles sont devenues le début, il y a seulement 40 à 45 ans, de toute la variété des appareils informatiques personnels qui entraient dans l'ordre habituel des choses.par rapport à la pensée qui envoie dans le monde de la science-fiction - le développement de l'impression tridimensionnelle aujourd'hui, tous ces plastiques et leur application est la première étape de l'impression tridimensionnelle en tant que technologie du futur, tout comme Commodore PET, Apple 1, 2 et IBM PC, qui ont été précédés Les calculatrices industrielles sont devenues le début, il y a seulement 40 à 45 ans, de toute la variété des appareils informatiques personnels qui entraient dans l'ordre habituel des choses.

Source: https://habr.com/ru/post/fr381715/

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